Определение прочностных и упругодеформативных характеристик сухих смесей для строительной 3D-печати на гипсовой и цементной основах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изложена новая методика определения прочностных и упругодеформативных характеристик сухих смесей для строительной 3D-печати на гипсовой, цементной и смешанной основах. Показано, что стандартные методики испытания бетонов и растворов, используемые в практике строительства для мелкозернистых бетонов и растворов, неприменимы, во-первых, из-за масштабного фактора, а во-вторых – из-за значительной пустотности напечатанных образцов, которая к тому же варьируется в широких пределах. За основу разработанной методики был взят метод определения характеристик тампонажных смесей на образцах малого сечения. Разработана и апробирована в опытно-промышленных условиях новая опалубочная форма, состоящая из нескольких цилиндрических звеньев (в металлическом или полимерном исполнении), позволяющая производить формование и последующую выдержку образцов непосредственно в процессе 3D-печати. Проведенные испытания образцов, изготовленных по предлагаемой методике, на универсальной испытательной машине позволяют с достаточной надежностью определить основные прочностные и упругодеформативные характеристики сухих смесей для строительной 3D-печати, такие как прочность при сжатии, призменная прочность, модуль упругости, коэффициент поперечной деформации, и построить полномасштабную кривую «напряжение – относительная деформация».

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Синицин

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: d4013438@yandex.ru

канд. техн. наук, доцент

Россия, 450080, Уфа, ул. Менделеева, 195

Р. Х. Мухаметрахимов

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Email: muhametrahimov@mail.ru

д-р техн. наук, доцент

Россия, 420043, Казань, ул. Зеленая, 1

А. А. Хафизов

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: maksim0_0_0@mail.ru

инженер, аспирант

Россия, 450080, Уфа, ул. Менделеева, 195

Г. Ю. Шагигалин

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: ufa-gazinur@mail.ru

инженер, аспирант

Россия, 450080, Уфа, ул. Менделеева, 195

Д. В. Кузнецов

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: alex.03_2017@mail.ru

канд. техн. наук, доцент

Россия, 450080, Уфа, ул. Менделеева, 195

И. В. Недосеко

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: nedoseko1964@mail.ru

д-р техн. наук, профессор

Россия, 450080, Уфа, ул. Менделеева, 195

Список литературы

  1. Мухаметрахимов Р.Х., Зиганшина Л.В. Технология и контроль качества строительной 3D-печати // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. № 1 (59). С. 64–79. EDN: BZJGUO. https://doi.org/10.52409/20731523_2022_1_64
  2. Klyuev S.V., Klyuev A.V., Shorstova E.S., Vatin N.I. Technology of 3-d printing of fiber reinforced mixtures. Sustainable Energy Systems: innovative perspectives: Conference proceedings. Saint-Petersburg. 2021, pp. 224–230. EDN: DZNVBD. https://doi.org/10.1007/978-3-030-67654-4_25
  3. Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р., Зиганшина Л.В. Модифицированные мелкозернистые цементные бетоны для аддитивного строительного производства // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2024. № 5 (785). С. 77–93. EDN: FOCQVS. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2024-785-5-77-93
  4. Рязанов А.Н., Шигапов Р.И., Синицин Д.А., Кинзябулатова Д.Ф., Недосеко И.В. Использование гипсовых композиций в технологиях строительной 3D-печати малоэтажных жилых зданий. Проблемы и перспективы // Строительные материалы. 2021. № 8. С. 39–44. EDN: NNRNHD. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-39-44
  5. Mukhametrakhimov R.Kh., Garafiev A.M., Aleksandrova O.V., Bulgakov B.I. Structure and properties of modified shungite concrete during electrode heating // Construction Materials and Products. 2023. Vol. 6, No. 6. EDN: BJXLNE. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-6-1
  6. Рахимов Р.З., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р., Зиганшина Л.В. Гипсоцементно-пуццолановые бетоны для аддитивного строительного производства // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 4. С. 580–595. EDN: DZSMZH. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2024.4.580-595
  7. Мухаметрахимов Р.Х., Каюмов Р.А. Оптимизация аддитивного строительного производства моделированием напряженно-деформированного состояния напечатанных слоев // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2024. № 7 (787). С. 104–119. EDN: SKAHQA. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2024-787-7-104-119
  8. Адамцевич А.О., Пустовгар А.П., Адамцевич Л.А. Аддитивное строительное производство: особенности применения технологии // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 7. С. 70–78. EDN: VMSBNF. https://doi.org/10.33622/0869-7019.2023.07.70-78
  9. Kuznetsov D.V., Kluev S.V., Ryazanov A.N. at all. Dry mixes on gypsum and mixed bases in the construction of low-residential buildings using 3D-printing technology // Construction Materials and Products. 2023. Vol. 6. No. 6. EDN: TBRUNZ. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-6-5
  10. Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р., Зиганшина Л.В. Совершенствование аддитивного строительного производства повышением адгезии слоев при длительных перерывах в процессе 3D-печати // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2024. № 1 (67). С. 127–134. EDN: ULXEQB. https://doi.org/10.48612/NewsKSUAE/67.13
  11. Мухаметрахимов Р.Х. Исследование пластифицирующих добавок на основе эфиров поликарбоксилатов на свойства бетонов, формуемых методом 3D-печати // Строительные материалы и изделия. 2022. Т. 5. № 5. С. 42–58. EDN CLDKGL. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-5-42-58
  12. Kumar L.J., Krishnadas Nair C.G. Current Trends of Additive Manufacturing in the Aerospace Industry. In: Wimpenny D., Pandey P., Kumar L. (eds). Advances in 3D printing & additive manufacturing technologies. Springer, Singapore. 2017. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0812-2_4
  13. Акулова И.И., Славчева Г.С., Макарова Т.В. Технико-экономическая оценка эффективности применения 3D-печати в жилищном строительстве // Жилищное строительство. 2019. № 12. С. 52–56. EDN: PPGWSW. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-12-52-56
  14. Славчева Г.С. Строительная 3D-печать сегодня: потенциал, проблемы и перспективы практической реализации // Строительные материалы. 2021. № 5. С. 28–36. EDN: WACJMY. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-791-5-28-36
  15. Шигапов Р.И., Шагигалин Г.Ю., Клюев А.В. и др. Оценка долговечности композиций из сухих смесей на гипсовой и гипсоцементной основе для 3D-печати // Строительные материалы. 2024. № 7. С. 26–32. EDN: SIEBIC. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-826-7-26-32

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема формы-призмы 20 × 20 × 100 мм для изготовления образцов тампонажного раствора: 1 – перегородки (3 шт.); 2 – дно (1 шт.); 3 – стенка (2 шт.)

Скачать (100KB)
3. Рис. 2. Пример металлической формы для изготовления образцов-цилиндров из растворных и мелкозернистых бетонных смесей для строительной 3D-печати

Скачать (291KB)
4. Рис. 3. Пример полимерной формы для изготовления образцов-цилиндров из растворных и мелкозернистых бетонных смесей для строительной 3D-печати

Скачать (137KB)
5. Рис. 4. Испытания образцов-цилиндров, изготовленных в цилиндрических формах из сухой смеси для строительной 3D-печати

Скачать (98KB)

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025